新疆棉花種質資源的收集與保存方法淺析

阿同古麗?吾司曼

摘 要 新疆是我國主要的棉花產區，不僅需要做好田間管理工作，同時要對種質資源的收集和保存加以重視，這是保證種植品質和種植效益的關鍵，以往在種質管理方面存在諸多不足，需要加以解決?；诖?，闡述了種質資源的繁殖與鑒定，探討棉花種質資源的保存方法，并分析棉花種質資源創新與利用，以推動新疆地區棉花種植業的進一步發展。

關鍵詞 新疆;棉花;種質資源;收集;保存

中圖分類號：S562 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.30.101

我國是世界上重要的棉花產區，在棉花種植過程中需要分析自然環境以及種植技術的利用。目前，棉花種植技術逐漸改進，顯著提升了棉花的品質。棉花的種質資源研究主要是種子收集和資源保存，再鑒定種質資源。長期以來使用的常規育種技術與飛速發展的生物技術不協調，需要在新時期對種質資源加強研究，調整研究方向，進而促進新疆棉花種植業的發展。

1 種質資源的收集

研究棉花的種質資源主要是為了培育出遺傳多樣性的親本材料，新疆作為優質棉花的主要種植區，對棉花的種質資源收集工作十分關注。因此，要圍繞棉花生產的實際需要，收集大量的棉花種質資源，這也是保證棉花生產和科學研究的前提。進行育種工作，不管是直接在原始材料中選擇還是雜交后在群體中選擇，都需要物種資源作為雜交親本或者原始材料。在新疆的種質資源獲得途徑中，主要是從外地引進，其次是與相關科研單位進行物質資源交流獲得。通過新疆科研人員對材料的培育，得到了少量的種質資源變異材料，其中包括高衣分材料、高強纖維材料、大鈴材料、矮稈材料、光子材料、無腺體材料、窄卷苞葉材料、花瓣紅心材料和紅葉材料，對這些特異性材料的利用可以為棉花育種和遺傳研究提供豐富的親本材料[1]。

2 種質資源的繁殖與鑒定

不管是采集到的棉花品種資源，還是交換的棉花種質資源，都需要在當年或者第二年的科研試驗田鑒定，記錄下觀察到的植物學性狀以及農藝性狀，并記錄物種資源的豐產性、抗逆性、抗病性、抗鹽性、抗堿性以及抗低氮能力。結合種質資源的保存要求，通常調查衣分、子指、單株結鈴數、單鈴質量、鈴型、株型、葉型和絨長等項目;對于特質棉花品種，需要研究人員記錄早熟性、葉色深淺、柱頭長短、莖干粗細、葉片褶皺度、茸毛疏密以及散粉多少等性狀，并把全部采集的數據存到網絡中。棉花是一種異花授粉作物，不過一些繁殖材料需要自交，當所需的后代數量不多時，研究人員可以在清晨將馬上開花的花瓣夾住，這樣可以避免外來的花粉進入;當所需的后代數量很多，需要研究人員使用紗網罩住。對于大部分材料，一般利用種植8行、收集中間4行的方法，通過該措施可以降低異交率，之后把繁育的后代全部入庫，使用皮輥軋花機取樣20～100 g。

3 棉花種質資源的保存方法

在保存方法上，需要將種質資源放置于掛藏室，合理懸掛在掛藏架上，主要是考慮到棉花的種類和年限，采用分層和分格的方法，貼好標簽，之后上傳到計算機系統，進而為以后期的管理和查找提供幫助。棉花的種子表皮堅硬，導熱性不佳，將其放置于低溫條件下可以保證至少10年的壽命。在新疆南部地區，短期庫需要普通庫房，可以讓種子壽命達到20年，以圖木舒克市為例，該地區受到溫帶極干旱荒漠氣候影響，晝夜溫差大，年平均氣溫11.6 ℃、年降雨量38.3 mm、蒸發量2 088.2 mm、空氣濕度小，較利于保存棉種[2]。

4 棉花種質資源利用與鑒定評價方法

4.1 種質資源的利用

4.1.1 雜交育種

2008年，研究人員發現了不育株，在基因轉育技術的支持下，如今已經培養出不育品種，這個品種中分別包括了50%的可育株和不育株。對于可育株來說，具有單株結鈴強、鈴重大、空果枝少的特點，而不育株可以將其作為母本，發揮出配合力好的優勢，在鈴重、衣分等方面也具有優勢。在新疆棉花種植產區，將不育株當作親本，可以培植出高產、耐黃、抗枯品系[3]。

4.1.2 DMPC技術

DMPC技術就是分析二甲基苯甲醇的技術。2010年，新疆地區就已建立基因流動性育種種質基因庫，利用花粉將棉株的優良基因集中在基因庫，在其中選擇性狀穩定的后代，目前已經培育出3個優良的品系。

4.2 棉花種質資源鑒定評價方法

在新疆的棉花種質資源鑒定過程中，需要對現有的種質資源特征進行科學評價，挖掘不同品種的優勢，進而促進棉花的育種以及科研工作開展。要想實現對種質資源的充分利用，需要進一步對種質資源的遺傳性狀進行深入分析。研究人員要對收集到的種質資源分析，鑒定農藝、經濟性狀和纖維品質，由鑒定單位分析出種質的農藝性狀、黃萎病特性、抗枯性、抗逆性、纖維量和種子品質，并將數據信息上傳到中國棉花品種資源信息庫，具體方法包括以下兩種。

4.2.1 表型精準鑒定

在不同年份和不同試點，對大量的種質資源鑒定，需要做好表型調查，檢查的內容包括：1）播種期、吐絮期、生育期;2）株型、株高、第一果枝節位、果枝數、鈴數、鈴型、鈴重;3）葉片顏色、葉片性狀、葉片面積、葉片厚度、葉背主脈茸毛、主莖茸毛、衣分、纖維品質。得到數據后，在系統中分析表型遺傳相似度，然后對表型遺傳多樣性進行分析，建立物質名稱、地理與生物來源、分類學等數據庫。為了滿足精確調查，要實現從定性檢查向定量檢查的轉變。在抗病和抗蟲方面也需要完善鑒定方法，一般初選的抗鹽種質要經過沿海鹽堿灘涂的實境鑒定[4]。

4.2.2 基因型鑒定

新疆早期的棉花基因型鑒定主要是利用細胞學鑒定方法，這種方法可以結合染色體的形態和數量分析出不同棉花的屬性，以此區分出在形態上不容易區別的材料，進而對棉花的多樣性遺傳進行深入研究。在DNA分子標記技術的發展下，RFLP、RAPD、AFLP、SSR等得到了利用。這些技術各具特點，如AFLP可以判斷一個DNA分子是否理想，還可以分析出基因組的特異性、共顯性以及覆蓋是否均勻;RFLP、AFLP都是酶切技術，但是相較于SSR，具有操作復雜、成本較高的劣勢，所以在使用上會受到一些限制。整體看來，SSR體現出多態性良好的優勢，在遺傳多樣性和遺傳圖譜構建中得到了有效利用。

4.3 棉花種質創新技術和方法

為了從根本上解決棉花種植中的物質資源遺傳相關問題，可以借助人工合成多倍體、遠緣雜交、分子輔助選擇育種與常規的育種技術結合，進而挖掘野生資源和地方品種，培育出毛棉、海南棉、達爾文棉和黃褐棉等四倍體棉，還可以培育出耐旱性性好、抗蟲害能力好、耐鹽堿的新品種。利用這種技術可以對地方的品種科學篩選，如用于雜交、回交以及聚合育種。通過對現有的棉花種質分析，一些棉花的種質基因不同、來源不同、遺傳背景也不同，要想讓優質的基因和重要性狀結合存在一定的技術難度，而利用修飾雜交、輪回選擇可以解決這一問題，當前我國已經培育出一些新的品種并且大面積推廣[5]。

4.4 創新種質的利用情況和展望

在新疆的棉花種質資源利用中，主要的參與對象是科研單位、教育單位和生產單位?？蒲袉挝恢饕蝿帐瞧贩N選育、雜交育種;教育單位可以利用實物標本向學生介紹棉花種質資源的多樣性;生產單位可以直接對種質資源進行利用和加工，讓棉花的品質不斷提升。

5 結語

棉花是我國主要的經濟作物，要想提升栽種的品質，就要加強技術研究。種植人員需要特別對溫度、濕度加以關注，做好施肥工作。新疆地區晝夜溫差大、光照充足，利于棉花的種植，加之近年來技術的突破，使得新疆成為我國主要的棉花種植區域。在新疆棉花的種植過程中，培育技術的利用十分關鍵，需要做好棉花種質資源的分析、研究、收集與保存工作，并加強信息庫的建設，為我國棉花種植業發展提供支持。

參考文獻：

[1] 錢玉源，劉祎，崔淑芳，等.基于表型的棉花種質資源遺傳多樣性分析及核心種質的抽提[J].華北農學報，2019，34（S1）：29-35.

[2] 眭書祥，朱青竹，趙麗芬，等.不同類型抗蟲棉花種質資源培育與利用分析[J].河北農業科學，2017，21（5）：60-65，68.

[3] 杜雄明，劉方，王坤波，等.棉花種質資源收集鑒定與創新利用[J].棉花學報，2017，29（S1）：51-61.

[4] 呂麗敏，張帥，雒珺瑜，等.棉花種質材料對苗期蚜蟲的抗性鑒定[J].中國棉花，2017，44（5）：13-17.

[5] 胡玉樞.遼寧棉花種質資源研究思路與方法[J].遼寧農業科學，2016（4）：42-45.

（責任編輯：趙中正）